第三章高效液相色谱法 第一节概述 高效液相色谱法是继气相色谱之后,70年代初期发展起 来的一种以液体做流动相的新色谱技术。 高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起 来的。现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。不同 点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实 现了自动化操作。经典的液相色谱法,流动相在常压下输 送,所用的固定相柱效低,分析周期长。而现代液相色谱法 引用了气相色谱的理论,流动相改为高压输送(最高输送压 力可达49×107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料 填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数 可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可 对流
1 第三章 高效液相色谱法 第一节 概 述 高效液相色谱法是继气相色谱之后，70年代初期发展起 来的一种以液体做流动相的新色谱技术。 高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起 来的。现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。不同 点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率 和实 现了自动化 操作。经典的液相色谱法，流动相在常压下输 送，所用的固定相柱效低，分析周期长。而现代液相色谱法 引用了气相色谱的理论，流动相改为高压输送（最高输送压 力可达4.9107Pa）;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料 填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱（每米塔板数 可达几万或几十万）；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可 对流
第一节概述 出物进行连续检测。因此,高效液相色谱具有分析速度快、 分离效能高、自动化等特点。所以人们称它为高压、高速、 高效或现代液相色谱法。 二、液相色谱分离原理及分类 和气相色谱一样,液相色谱分离系统也由两相—固定 相和流动相组成。液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键 合固定相(或在惰性载体表面涂上一层液膜)、离子交换树 脂或多孔性凝胶;流动相是各种溶剂。被分离混合物由流动 相液体推动进入色谱柱。根据各组分在固定相及流动相中的 吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异 进行分离。色谱分离的实质是样品分子(以下称溶质)与溶
2 第一节 概 述 出物进行连续检测。因此，高效液相色谱具有分析速度快、 分离效能高、自动化等特点。所以人们称它为高压、高速、 高效或现代液相色谱法。 二、液相色谱分离原理及分类 和气相色谱一样，液相色谱分离系统也由两相——固定 相和流动相组成。液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键 合固定相（或在惰性载体表面涂上一层液膜）、离子交换树 脂或多孔性凝胶；流动相是各种溶剂。被分离混合物由流动 相液体推动进入色谱柱。根据各组分在固定相及流动相中的 吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异 进行分离。色谱分离的实质是样品分子（以下称溶质）与溶
第一节概述 剂(即流动相或洗脱液)以及固定相分子间的作用,作用力 的大小,决定色谱过程的保留行为。 根据分离机制不同,液相色谱可分为:液固吸附色谱、 液液分配色谱、化合键合色谱、离子交换色谱以及分子排阻 色谱等类型。 三、液相色谱与气相色谱的比较 液相色谱所用基本概念:保留值、塔板数、塔板高度、 分离度、选择性等与气相色谱一致。液相色谱所用基本理论 塔板理论与速率方程也与气相色谱基本一致。但由于在液相 色谱中以液体代替气相色谱中的气体作为流动相,而液体和
3 第一节 概 述 剂（即流动相或洗脱液）以及固定相分子间的作用，作用力 的大小，决定色谱过程的保留行为。 根据分离机制不同，液相色谱可分为：液固吸附色谱、 液液分配色谱、化合键合色谱、离子交换色谱以及分子排阻 色谱等类型。 三、液相色谱与气相色谱的比较 液相色谱所用基本概念：保留值、塔板数、塔板高度、 分离度、选择性等与气相色谱一致。液相色谱所用基本理论： 塔板理论与速率方程也与气相色谱基本一致。但由于在液相 色谱中以液体代替气相色谱中的气体作为流动相，而液体和
第一节概述 气体的性质不相同;此外,液相色谱所用的仪器设备和操作 条件也与气相色谱不同,所以,液相色谱与气相色谱有一定 差别,主要有以下几方面: (1)应用范围不同 气相色谱仅能分析在操作温度下能气化而不分解的物 质。对高沸点化合物、非挥发性物质、热不稳定化合物、离 子型化合物及高聚物的分离、分析较为困难。致使其应用受 到一定程度的限制,据统计只有大约20%的有机物能用气 相色谱分析;而液相色谱则不受样品挥发度和热稳定性的限 制,它非常适合分子量较大、难气化、不易挥发或对热敏感 的物质、离子型化合物及高聚物的分离分析,大约占有机物
4 第一节 概 述 气体的性质不相同；此外，液相色谱所用的仪器设备和操作 条件也与气相色谱不同，所以，液相色谱与气相色谱有一定 差别，主要有以下几方面： （1）应用范围不同 气相色谱仅能分析在操作温度下能气化而不分解的物 质。对高沸点化合物、非挥发性物质、热不稳定化合物、离 子型化合物及高聚物的分离、分析较为困难。致使其应用受 到一定程度的限制，据统计只有大约20%的有机物能用气 相色谱分析；而液相色谱则不受样品挥发度和热稳定性的限 制，它非常适合分子量较大、难气化、不易挥发或对热敏感 的物质、离子型化合物及高聚物的分离分析，大约占有机物
第一节概述 的70~80% (2)液相色谱能完成难度较高的分离工作 因为: ①气相色谱的流动相载气是色谱惰性的,不参与分配平衡 过程,与样品分子无亲和作用,样品分子只与固定相相 互作用。而在液相色谱中流动相液体也与固定相争夺样 品分子,为提高选择性增加了一个因素。也可选用不同 比例的两种或两种以上的液体作流动相,增大分离的选 择性 ②液相色谱固定相类型多,如离子交换色谱和排阻色谱
5 第一节 概 述 的70 ~ 80%。 （2）液相色谱能完成难度较高的分离工作 因为： ①气相色谱的流动相载气是色谱惰性的，不参与分配平衡 过程，与样品分子无亲和作用，样品分子只与固定相相 互作用。而在液相色谱中流动相液体也与固定相争夺样 品分子，为提高选择性增加了一个因素。也可选用不同 比例的两种或两种以上的液体作流动相，增大分离的选 择性。 ②液相色谱固定相类型多，如离子交换色谱和排阻色谱
第一节概述 等,作为分析时选择余地大;而气相色谱并不可能的。 ③液相色谱通常在室温下操作,较低的温度,一般有利 于色谱分离条件的选择 (3)由于液体的扩散性比气体的小105倍,因此,溶质在液 相中的传质速率慢,柱外效应就显得特别重要;而在 气相色谱中,柱外区域扩张可以忽略不计。 (4)液相色谱中制备样品简单,回收样品也比较容易,而 且回收是定量的,适合于大量制备。但液相色谱尚缺 乏通用的检测器,仪器比较复杂,价格昂贵。在实际 应用中,这两种色谱技术是互相补充的
6 第一节 概 述 等，作为分析时选择余地大；而气相色谱并不可能的。 ③ 液相色谱通常在室温下操作，较低的温度，一般有利 于色谱分离条件的选择。 （3）由于液体的扩散性比气体的小105倍，因此，溶质在液 相中的传质速率慢，柱外效应就显得特别重要；而在 气相色谱中，柱外区域扩张可以忽略不计。 （4）液相色谱中制备样品简单，回收样品也比较容易，而 且回收是定量的，适合于大量制备。但液相色谱尚缺 乏通用的检测器，仪器比较复杂，价格昂贵。在实际 应用中，这两种色谱技术是互相补充的
第一节概述 综上所述,高效液相色谱法具有高柱效、高选择性、分 析速度快、灵敏度高、重复性好、应用范围广等优点。该法 已成为现代分析技术的重要手段之一,目前在化学、化工 医药、生化、环保、农业等科学领域获得广泛的应用
7 第一节 概 述 综上所述，高效液相色谱法具有高柱效、高选择性、分 析速度快、灵敏度高、重复性好、应用范围广等优点。该法 已成为现代分析技术的重要手段之一，目前在化学、化工、 医药、生化、环保、农业等科学领域获得广泛的应用
第二节高效液相色谱仪 高效液相色谱仪由高压输液系统、进样系统、分离系 统、检测系统、记录系统等五大部分组成(图14-2) 分析前,选择适当的色谱柱和流动相,开泵,冲洗柱子 待柱子达到平衡而且基线平直后,用微量注射器把样品注入 进样口,流动相把试样带入色谱柱进行分离,分离后的组分 依次流入检测器的流通池,最后和洗脱液一起排入流出物收 集器。当有样品组分流过流通池时,检测器把组分浓度转变 成电信号,经过放大,用记录器记录下来就得到色谱图。色 谱图是定性、定量和评价柱效高低的依据。 、高压输液系统
8 第二节 高效液相色谱仪 高效液相色谱仪由 高压输液系统、进样系统、分离系 统、检测系统、记录系统 等五大部分组成（图14-2）。 分析前，选择适当的色谱柱和流动相，开泵，冲洗柱子， 待柱子达到平衡而且基线平直后，用微量注射器把样品注入 进样口，流动相把试样带入色谱柱进行分离，分离后的组分 依次流入检测器的流通池，最后和洗脱液一起排入流出物收 集器。当有样品组分流过流通池时，检测器把组分浓度转变 成电信号，经过放大，用记录器记录下来就得到色谱图。色 谱图是定性、定量和评价柱效高低的依据。 一、高压输液系统
第二节高效液相色谱仪 高压输液系统由溶剂贮存器、高压泵、梯度洗脱装置 和压力表等组成。 1.溶剂贮存器溶剂贮存器一般由玻璃、不锈钢或氟塑 料制成,容量为1到2L,用来贮存足够数量、符合要求的流 动相。 2.高压输液泵高压输液泵是高效液相色谱仪中关键部 件之一,其功能是将溶剂贮存器中的流动相以高压形式连 续不断地送入液路系统,使样品在色谱柱中完成分离过程。 由于液相色谱仪所用色谱柱径较细,所填固定相粒度很 因此,对流动相的阻力较大,为了使流动相能较快地流过
9 第二节 高效液相色谱仪 高压输液系统由 溶剂贮存器、高压泵、梯度洗脱装置 和压力表 等组成。 1.溶剂贮存器 溶剂贮存器一般由玻璃、不锈钢或氟塑 料制成，容量为1到2 L，用来贮存足够数量、符合要求的流 动相。 2.高压输液泵 高压输液泵是高效液相色谱仪中关键部 件之一，其功能是 将溶剂贮存器中的流动相以高压形式连 续不断地送入液路系统，使样品在色谱柱中完成分离过程。 由于液相色谱仪所用色谱柱径较细，所填固定相粒度很小， 因此，对流动相的阻力较大，为了使流动相能较快地流过
第二节高效液相色谱仪 色谱柱,就需要高压泵注入流动相。 对泵的要求:输出压力高、流量范围大、流量恒定、无 脉动,流量精度和重复性为0.5%左右。此外,还应耐腐蚀, 密封性好。 高压输液泵,按其性质可分为恒压泵和恒流泵两大类。 恒流泵是能给出恒定流量的泵,其流量与流动相粘度和 柱渗透无关。 恒压泵是保持输出压力恒定,而流量随外界阻力变化而 变化,如果系统阻力不发生变化,恒压泵就能提供恒定的流 量 10
10 第二节 高效液相色谱仪 色谱柱，就需要高压泵注入流动相。 对泵的要求：输出压力高、流量范围大、流量恒定、无 脉动，流量精度和重复性为0.5%左右。此外，还应耐腐蚀， 密封性好。 高压输液泵，按其性质可分为恒压泵和恒流泵两大类。 恒流泵是能给出恒定流量的泵，其流量与流动相粘度和 柱渗透无关。 恒压泵是保持输出压力恒定，而流量随外界阻力变化而 变化，如果系统阻力不发生变化，恒压泵就能提供恒定的流 量